Behörighetskrav

Mekanik III, Elektromagnetism I, Termodynamik och Kvantfysik eller motsvarande.

Mål

Efter godkänd kurs skall studenten kunna:

• redogöra för de relevanta storheter som används för att beskriva makroskopiska system, termodynamiska potentialer och ensembler
• redogöra för den makroskopiska respektive den mikroskopiska beskrivningen av temperatur, entropi och fri energi samt deras beskrivning i termer av sannolikheter
• redogöra för teorin för den statistiska mekaniken och de approximationer som möjliggör en statistisk beskrivning
• tillämpa teorin på gaser och kristaller samt konstruera mikroskopiska modeller och utifrån dessa härleda termodynamiska observabler
• redogöra för kvantmekanikens betydelse och konsekvenser för makroskopiska partikelsystem
• jämföra olika mikroskopiska modeller och identifiera modellernas styrka samt deras brister
• beskriva transportfenomen samt visa förståelse för hur diffusionskoefficienter beräknas
• visa analytisk problemlösningsförmåga inom de för kursen relevanta områdena

Innehåll

Kursen avser att ge en introduktion till den statistiska mekaniken och några viktiga tillämpningar. Kursen ger en inblick i hur sannolikhetsteorin kan utnyttjas för att få fram samband mellan materiens mikroskopiska struktur och makroskopiska egenskaper.

Termodynamiska potentialer. Fasrummet och fördelningar i fasrummet. Maxwell-Boltzmann- fördelningar med tillämpningar. Ensembler. Fluktuationer. Tillämpningar på kristaller och gaser. Kvantstatistik. Bose-Einstein- och Fermi-Dirac-statistik, Bose-Einstein-kondensat. Grunderna för metallernas elektronteori. Transportfenomen.

Undervisning

Föreläsningar och lektionsövningar. Gästföreläsning.

Examination

Skriftlig tentamen vid kursens slut med problem och räkneuppgifter. Under kursen ges inlämningsuppgifter vilka ger möjlighet till poäng som kan tillgodoräknas vid tentamenstillfällena (ordinarie samt de två följande omtentamenstillfällena).